推广零排放非道路机械

推广零排放非道路机械 作者：邵臻颖、李今鉴 介绍 随着全球非道路移动机械（包括建筑、矿业、港口装卸、机场地面支持及农业机械设备）市场在过去二十年中迅速增长，这些机械设备的排放也随之增加。与道路车辆相比，非道路移动机械的排放法规相对滞后，因此这些机械设备正在成为许多地区排放问题的主要来源。近年来，美国加州的非道路柴油发动机排放占到了州内柴油颗粒物（PM）排放量的29%和氮氧化物（NOX）排放量的11%。1在中国，非道路柴油机械贡献了移动源PM排放量的一半以上，并消耗了三分之一以上的柴油。2 与此同时，各界对非道路机械零排放化的兴趣日益浓厚。主要地区的监管机构已制定了要求零排放机械销售的时间表，试点项目也正在进行中。目前，市场上已有许多零排放机械，主要制造商也在不断发布新款原型机。然而，从全球角度来看，管理部门、企业与用户之间尚未实现广泛的信息共享，而且对促进零排放非道路机械的政策措施的了解也相对有限。为了助力削减非道路机械污染排放，本报告将介绍促进非道路机械零排放化的关键措施，并重点介绍一些成功案例。本报告基于KnibbGormezano及其合作方为ICCT所做的工作，内容涉及文献综述以及与设备制造商和最终用户开展的相关讨论。 www.theicct.org communications@theicct.org twitter@theicct 推广非道路机械零排放化的多种措施 如图1所示，很多主要市场已经采用了监管要求和财税激励相结合的方式来加速向零排放非道路机械过渡转型，也有一些市场开展了试点项目。本节我们将重点介绍用于激励零排放非道路机械发展的四类主要措施：政策法规、财税工具、市场机制和行业战略。 政策法规 零排放目标 零排放目标的设置为零排放机械设备的销售提出了要求。这些目标通常由政府宣布，有具有约束力的，也有不具有约束力的。例如，美国加州宣布了到2035年“在可行的情况下”，实现在用非道路移动机械全部零排放的目标；纽约州则提出到2035年实现新销售非道路移动机械100%零排放的目标，3不过目前该目标并非强制性目标。智利的目标是到2035年，500千瓦以上的新销售机械需实现100%零排放，4到2040 年，19千瓦至500千瓦的新销售机械需实现100%零排放。欧洲方面，芬兰设定了到2025年建筑工地100%无化石燃料的目标。5 排放标准 排放标准是减少非道路机械排放污染物的常用方式。欧盟非道路机械V阶段排放标准是目前世界上最严格的排放标准，机械设备须使用颗粒物捕集器才能达标。欧盟、印度和中国均采用了该标准。北美目前仍在实施Tier 4f排放标准，该标准无需颗粒物捕集器即可达标。目前，加州正在考虑提议更严格的Tier 5标准，但仍未打算强制颗粒物捕集器的使用。 尽管几乎所有的非道路移动机械都需要使用柴油作为燃料，但至今仍未出台减少非道路移动机械气候影响的法律法规。非道路移动机械尚没有燃料消耗量、二氧化碳（CO2）或温室气体（GHG）排放标准，但加州和中国正在考虑提出此类要求。对道路车辆的管理经验表明，如果标准足够严格且管理结构合理，可以有效促进零排放技术的应用。 美国加州的零排放车队目标 加州州长签署了一项行政命令，要求加州空气资源委员会提出战略，实现到2035年“在可行的情况下”实现所有在用非道路移动机械向零排放转型。加州目前已经出台了一些法规措施，同时还在考虑制定一些新的管理要求，以支持零排放技术的发展和应用，具体内容如下： »修订了《在用非道路柴油机车队条例》。a该法规要求，最早在自2028年开始逐步淘汰使用超过20年的柴油机械（但也为使用零排放机械的车队提供了一定的灵活性）。 »计划最早在2026年要求新销售叉车实现100%零排放，并从2028年开始逐步淘汰使用10年以上的叉车。b »在制定更严格的Tier 5法规过程中考虑纳入温室气体排放标准，其中可能包括CO2、CH4和N2O限值。c »计划最早于2031年制定针对制造商的零排放目标，以改善零排放机械的稀缺并加速零排放机械的生产和销售。d »依托于清洁非道路移动机械激 励计划（CORE）等激励性方案，为各种零排放机械提供直接的经济激励。eCORE是全球投资规模最大的激励计划，2017年至2023年间，该计划共拨款超过5.08亿美元，提供给每台零排放机械设备的购置补贴最高可达50万美元。 参考资料： a.加州空气资源委员会（2020）。零排放非道路机械发展战略。详见：https://ww2.arb.ca.gov/sites/default/files/2020-11/ZEV_EO_Off-Road_Fact_Sheet_111820.pdfb.加州空气资源委员会（2023）。零 排放 叉车。详见：https://ww2 . arb.ca.gov/our-work /programs/zero-emission-forkliftsc.加州空气资源委员会（2022）。未来的Tier 5法规制定，温室气体(GHG)减少和排放标准。详见：https://ww2.arb.ca.gov/sites/default/files/2022-08/Capping%20Standards%20for%20Workgroup%20Meeting%2008082022%20V7%20Post%20Chris%20Revisions_ADA_07252022_%2802%29_SA_DL_JL.pdfd.加州空气资源委员会（2023）。非道路移动机械法规制定和激励措施听证会。详见：https://ww2.arb.ca.gov/sites/default/files/2023-05/Off-road%20Listening%20Session_final_1.pdfe.清洁非道路移动机械激励计划（CORE）。详见https://californiacore.org/ 低排放区和零排放区 设立低排放区（LEZ）和零排放区（ZEZ）最初主要用于治理道路车辆污染，这项政策方式如今已扩展至城市地区的建筑工地。低排放区和零排放区的要求因城市而异。通常，低排放区规定了在该区域内运行的车辆和机械设备所需的入门排放标准，而零排放区则仅允许使用尾气为零排放的车辆和机械设备。英国伦敦推出了世界上第一个非道路低排区，并将于2040年将低排区升级为零排放区。6挪威奥斯陆试点了世界上第一个零排放建筑工地。7丹麦哥本哈根则在2020年8月设立了第一个零排放建筑工地，赫尔辛基（芬兰）、万塔（芬兰）、鹿特丹（荷兰）、阿姆斯特丹（荷兰）和维也纳（奥地利）等欧洲其他城市也在计划推动零排放建筑工地示范项目。8西班牙巴塞罗那也启动了一个非常小的试点项目，在该市的一个建筑项目中使用了电动机械。9中国方面，截止到2021年底，中国已有300多个城市在《中华人民共和国大气污染防治法》的授权下设立了建筑机械低排放区，其中许多城市正在考虑将低排区升级为建筑机械零排放区，以进一步减少建筑机械的排放。10 限制柴油机械 柴油移动机械的排放在通风条件可能受限的某些应用场景下会对人体健康产生相当大的危害。尽管大多数国家和地区并不会禁止柴油机在上述特定场景下使用，但可能会提出健康和安全管理要求，并对柴油机械的使用进行限制或施加额外要求。在这种特定的应用场景下，零排放机械可能已经能够实现比柴油机械更优的成本效益。 许多国家和地区，包括欧洲国家、加州、加拿大、日本和中国，均已对道路车辆采取了此类限制，但在非道路领域尚未见到类似管理要求。 噪声限制 噪声限制能够限制工程机械的运行时间，而电动机械的噪声相对较小，可以在许多应用场景下实现更长的运行时间。在欧洲，《户外机械法令》要求无论采用何种机械动力，都需降低机械噪声。11中国则鼓励采用低噪声建筑设备，其中许多推荐的型号都是电动机械。12 挪威奥斯陆的工程机械零排放区 奥斯陆的第一个工程机械零排放区是当地步行区的改造工程，于2019年9月启动。该项目被称为Olav V Gate，是奥斯陆为实现2030年温室气体减排目标（全市温室气体排放减少95%）而迈出的重要一步。据估算，建筑机械设备约占到奥斯陆交通领域温室气体排放的30%。除了步行区改造工程外，其他一些项目（包括学校和体育设施工程）也将采用零排放工程机械。预计到2025年，所有当地市政建筑工地都将实现无化石燃料，所有其他工程建设项目则预计到2030年将不再使用化石燃料。奥斯陆的气候项目预算是与其城市财政预算挂钩的，会优先推广气候改善类项目。 OlavVs Gate是全球公认的第一个建筑机械零排放区。建筑工程的招标文件规定，所有工程机械和设备都必须使用替代燃料来取代化石燃料。Olav VsGate使用了三台电动挖掘机和其他一些电动机械，这些机械设备是由斯堪的纳维亚的日立经销商NASTA和挪威的卡特彼勒经销商Pon Cat提供的，日立和卡特彼勒两家企业都在推进现有产品向电动机械转型。此外，奥斯陆的零排放区试点中还包括了对充电基础设施的投资。 以Olav Vs Gate试点项目为例，该项目共计节省了35,000升柴油，相当于减排近93吨CO2。a项目耗资共计720万美元，高于传统项目660万美元的估值，这主要是因为目前电动机械设备仍十分稀缺且购买成本较高。a 参考资料： a.路透社（2020）。挪威奥斯陆“零排放”建筑工地放弃使用柴油机。详见：https://www.cbc.ca/news/science/zero-emissions-building-site-1.5843304 财税手段 直接经济激励 对零排放机械设备的直接财政激励主要集中在建筑行业，用于降低支出成本，这类激励措施在欧洲和北美较为常用。除了上文提到的加州CORE补贴计划外，荷兰有一项名为清洁无排放建筑机械设备补贴计划（SSEB）的国家级激励方案，到2030年底，该方案将累计提供2.7亿欧元的资金，可为每台机械设备提供高达50%的采购价格补贴。13荷兰是目前欧洲唯一实施了直接财税激励措施的国家。 优惠贷款 融资将会有助于购买零排放机械，尤其是对小型车队和运营商而言，但金融公司并不确定这些新型电动机械的剩余价值和运营成本，因此可能会不愿意为购置电动机械设备提供融资。目前，只有奥斯陆为零排放机械提供的低息融资，但该方案的应用范围和应用对象都具有局限性，更侧重于公共采购。在欧盟层面，在新的InvestEU计划的支持下，欧洲投资银行对法国租赁公司Loxam的机械设备队伍进行了投资。这笔资金将用于使用电动化机械设备来取代化石燃料机械设备，Loxam的目标是到2030年实现间接排放减少30%，直接排放减少50%。此次投资的总预算为4亿欧元，其中2021年投资了7000万欧元。14总部位于荷兰的租赁公司ColléRental&Sales也从欧洲投资银行获得了5000万欧元的贷款，用于购买电动机械设备。该投资由欧洲战略投资基金担保，该基金是欧洲推动低碳化投资计划的一部分。15 提供项目资金（包括试点项目） 国家和地方政府都在为非道路零排放机械的试点项目提供资金支持，也有许多制造商已经开始出资推行试点项目，以测试零排放机械设备。 在斯堪的纳维亚半岛，由斯堪斯卡和沃尔沃资助的试点项目在采石场试点应用了零排放和低排放机械。领先的小型设备供应商威克诺森在斯图加特和巴塞罗那的开展了零排放机械试点应用。16欧盟的LIFE计划则是通过更换欧洲12个建筑工地的发电机来试点零排放供电设备应用。17 沃尔沃的零排放试点 2018年，沃尔沃与合作伙伴斯堪斯卡创建了世界上第一个零排放采石场作为研究试点项目。2015年10月，沃尔沃与瑞典斯堪斯卡、瑞典能源署以及两所瑞典大学（林雪平大学和梅拉达伦大学）合作，开展了总投资2.03亿瑞典克朗（2234万美元）的试点项目，该项目被称为“ElectricSite”。沃尔沃负责开发机械和系统，斯堪斯卡负责提供物流解决方案、应用方案和工作现场知识，瑞典能源署负责资助该项目，两家大学则负责